TWI479952B - 離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法 - Google Patents

Description

離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法

本發明是有關於一種自我檢測的方法，特別是指一種可用於離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法。

半導體的相關電子產品需求量的日益趨增，消費者對電子產品演進為追求輕、薄、短、小之訴求，且電子元件不斷的縮小尺寸，相對於半導體晶片的製程也隨之推陳出新，研發出突破現有之技術，以符合市場上電子產品的需求。

再者，半導體產品的製造成本與附加價值均屬高價，且產品的良率將為影響半導體晶片與相關電子商品成本的關鍵，所以半導體晶片製造過程中的每個階段、每一個半導體生產設備，都有著層層的測試及檢驗以為最終的電子產品之良率作把關。

當半導體製程越來越微型化，且製程進入22奈米甚至20奈米以下，今後半導體產品將更容易受環境中的靜電電荷影響而毀壞，所謂靜電是指由物體接觸與分離時負電離子之移動所造成物體偏正電或是負電的效應，使該體積小的半導體產品，因靜電放電(Electro Static Discharge，ESD)被打穿、燒毀、劣化、破壞等等情況所毀壞而失效，因此靜電防護成為半導體產業需要克服的課題之一。

參閱圖1為習知台灣發明第I359235號一種機器設備之離子風扇檢知裝置，該機器設備係設有控制各 裝置作動之中央處理器23，並於外罩之內部設有至少一用以消除靜電之離子風扇24，該離子風扇24是連接有一檢知裝置25，該檢知裝置25內設有一微處理單元254及複數偵測單元251，該複數偵測單元251並以線路連接該離子風扇24，而可將該離子風扇24之偵測訊號傳輸至該微處理單元254，該微處理單元254進行比對後將偵測結果經由該中央處理器23傳輸至該顯示單元231顯示偵測結果。

習知所揭露的離子風扇檢知裝置雖可使工作人員便利於機器設備之外部，立即獲知該離子風扇之異常狀態，作相關應變處理以排除異常，但卻無法積極地達到主動控制該離子風扇24所輸出的正、負離子數量，將使得半導體之製程被迫中斷，影響生產時間。

由於靜電不會平白無故消失在環境之中，只要有靜電產生一定會造成破壞，且往往一次的靜電破壞所損失的產值往往是數百萬或數千萬，為了提高產品的可靠度及避免靜電破壞造成的危害，現有製程中主動排除靜電的裝置，有必要再加以改進。

有鑑於此，本案申請人遂於2013/6/10以申請案號第102120059號提出「具主動感知回饋之離子產生裝置」一案。雖然該發明可依據所偵測到之離子量平衡電壓，分別反饋離子產生裝置告知調節時，離子產生裝置應該對應產生輸出之正、負離子量，以達到積極地感知回饋控制，但是若離子產生裝置所應輸出之正、負離子功能，本身即未能符合輸出之需求(例如離子放電針汙損時)，盡管該離子產生裝置會持續反饋離子量之平衡電壓，仍然無法達到調節中和靜電電荷的目的，而使受測之半導體產品繼續受到靜電損傷。

又，目前對應此一情況之作法，是按月定期對該離子產生裝置之靜電消散能力作檢查，檢查時必須 將半導體生產線停機，且移除半導體產品，如此一來將耗費更多人力與檢測時間，因而，確實需要一種能夠對離子產生裝置進行靜電消散能力檢測又不會影響生產線生產測貨的方法。

因此，本發明之目的，即在提供一種離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法。

該離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，包含下列步驟：首先，進行步驟(a)，備製一離子產生裝置，該離子產生裝置包括有一控制器、一與該控制器電性連接之正離子產生電路及一負離子產生電路、一氣流產生器，以及一偵測元件。

接著，進行步驟(b)，該控制器預設有一常數比率 k=y/x ，並可控制該正離子產生電路及該負離子產生電路放電釋出複數正、負離子，該氣流產生器可將該複數正、負離子導引至一目標地。而後，進行步驟(c)，該偵測元件可感測該目標地之正、負離子平衡電壓，並將該感測結果回傳予該控制器。

然後，進行步驟(d)，該控制器可控制該正離子產生電路，及該負離子產生電路增加或減少其所釋放之離子量，令其所增減之離子量為 x ，再令該控制器監控該偵測元件所感測到該目標地之平衡電壓為 y 。

接著，進行步驟(e)，由該控制器來判斷x、y兩個變數所成之函數關係是否與該控制器預設之常數比率相同。最後，進行步驟(f)，若該控制器比對之常數比率結果相同，則認定該離子產生裝置之靜電消散能力正常。

上述更可包含一步驟(g)，於間隔一段時間，重覆步驟(d)~步驟(e)。

上述更包含一介於步驟(e)與步驟(f)間之步 驟(h)，若該控制器比對常數比率之結果不同，則該控制器會對外發出一靜電消散警示訊號，提醒使用者該離子產生裝置之靜電消散能力異常。

上述在該步驟(h)中，該控制器比對常數比率之結果有一誤差容許值，該誤差容許值為±5%，在該誤差容許值範圍內，該控制器不會對外發出該靜電消散警示訊號。

上述更可包含一步驟(i)，該控制器控制該正離子產生電路及該負離子產生電路停止釋出複數正、負離子。

上述該步驟(g)中，其間隔時間為1小時。

上述更包含一介於步驟(f)與步驟(g)間之步驟(j)，該控制器偵測該正、負離子產生電路之放電電流是否變化達到一門檻值，若未達門檻值則繼續進行步驟(g)，若達到門檻值則進行步驟(i)，該控制器控制該正離子產生電路及該負離子產生電路停止釋出複數正、負離子。

上述更包含一介於步驟(j)與步驟(i)間之步驟(k)，該控制器會對外發出一放電警示訊號，提醒使用者該正、負離子產生電路之放電異常。

上述步驟(j)中，該門檻值為正常放電電流之10%。

上述在步驟(c)、步驟(h)與步驟(k)中，該控制器會持續記錄該目標地A之平衡電壓，以及記錄該靜電消散警示訊號與該放電警示訊號之數值變化並對外輸出。

本發明之有益功效在於，藉由該控制器偵測x、y兩個變數所成之函數關係是否與該控制器預設之常數比率相同，得以判斷該離子產生裝置之靜電消散能力是否異常，且判斷時生產線不須停機，不須清空產品，可以在生產同時同步檢測，亦不會影響當前生產線之生產現況。

3‧‧‧離子產生裝置

31‧‧‧主機單元

311‧‧‧控制器

32‧‧‧感應單元

321‧‧‧偵測元件

33‧‧‧離子產生單元

331‧‧‧正離子產生電路

332‧‧‧負離子產生電路

333‧‧‧氣流產生器

A‧‧‧目標地

B‧‧‧半導體產品

901~911‧‧‧步驟

圖1是一控制流程圖，說明習知台灣發明第I359235號一種機器設備之離子風扇檢知裝置；圖2是一方塊示意圖，說明本發明離子產生裝置的主要構成元件；圖3是一流程示意圖，說明本發明離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法的第一較佳實施例；圖4是一立體示意圖，說明該第一較佳實施例中，該離子產生裝置之實施態樣；及圖5是一流程示意圖，說明本發明離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法的第二較佳實施例。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在進行詳細說明前，應注意的是，類似的元件是以相同的編號來作表示。

參閱圖2，為本發明離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法的第一較佳實施例。該離子產生裝置3包含有一主機單元31、一與該主機單元31電性連接之感應單元32，及一與該主機單元31電性連接之離子產生單元33。該主機單元31包括有一控制器311，該感應單元32包括有一偵測元件321，該離子產生單元33包括有一正離子產生電路331、一負離子產生電路332，以及一氣流產生器333。

配合參閱圖3、4，該離子產生裝置3之靜電消散能力自我檢測方法，包含下列步驟：首先，進行步驟901，備製上述之離子產生裝置3。

接著，進行步驟902，該控制器311中預設有一常數比率 k =y /x ，並可控制該正離子產生電路331及該負離子產生電路332放電釋放出複數正、負離子，該氣流產生器333可將該正、負離子產生電路331、332所釋放之複數正、負離子導引至一目標地A，通常該目標地A即為一半導體產品B所在位置之處，目的是用以使該半導體產品B能中合靜電電荷，避免該半導體產品B受到靜電傷害。

而後，進行步驟903，該偵測元件321可感測該目標地A之正、負離子平衡電壓，並將該感測結果回傳予該控制器311。

然後，進行步驟904，該控制器311可控制該正離子產生電路331，及該負離子產生電路332增加或減少其所釋放之正、負離子量。在該第一較佳實施例中，是令該正、負離子產生電路331、332所增減之離子量為 x ，再令該控制器監控該偵測元件321所感測到該目標地A之平衡電壓為 y 。

接著，進行步驟905，由該控制器311來判斷x、y兩個變數所成之函數關係是否與該控制器311原先預設之常數比率相同。

若該控制器311比對 x 、 y 兩變數所成之函數關係與預設值之常數比率結果相同，則進行步驟906，認定該離子產生裝置3之靜電消散能力正常。

正常來說，目標地A的平衡電壓應為接近0V，在單位時間內提高正離子或負離子產生的數量，應會連動改變該目標地A的平衡電壓，且其平衡電壓隨所增減之正、負離子量的變化是依據 x 、 y 兩變數所成之函數關係，利用此一層關係即可判斷該離子產生裝置3之靜電消散能力是否正常。然後，進行步驟907，於間隔一段時間後，重覆執行步驟904~步驟905，以定期對該離子產生裝 置3作靜電消散能力檢測。在該第一較佳實施例中，是每隔1小時即進行檢測一次。

若該控制器311比對 x 、 y 兩變數所成之函數關係與預設值之常數比率結果不相同，則進行步驟908，該控制器311會對外發出一靜電消散警示訊號，提醒使用者該離子產生裝置3之靜電消散能力已發生異常。

在上述在該步驟908中，該控制器311比對x、y兩變數所成之函數關係與預設值之常數比率結果有一誤差容許值，該誤差容許值為±5%，在該誤差容許值範圍內，該控制器311不會對外發出該靜電消散警示訊號。在此，應注意的是，該誤差容許值可視實際作業情況由業者定義，不應以該第一較佳實施例所揭露者為限。

最後，進行步驟909，在確認靜電消散能力已發生異常後，該控制器311可以控制該正離子產生電路331及該負離子產生電路332停止繼續釋出複數正、負離子，此時，該離子產生裝置3亦可停機，以避免錯誤輸出的正、負離子繼續被導引至該半導體產品B上。

值得說明的是，實際在生產線之現場，向外發出該靜電消散警示訊號之步驟908也可以被取消，一旦發現該離子產生裝置3之靜電消散能力異常，可立即停止繼續供應錯誤的正、負離子至該半導體產品B上。

參閱圖2、4、5，為本發明離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法的第二較佳實施例。該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，其更包含一介於步驟906與步驟907間之步驟910，該控制器311偵測該正、負離子產生電路331、332之放電電流是否變化達到一門檻值，若未達門檻值則繼續進行步驟907，若達到門檻值則進行步驟911。在該第二較佳實施例中，該門檻值為正常狀態下該正、負離子產生電路331、332放電電流之10%。

在該步驟911中，該控制器311會對外發出一放電警示訊號，提醒使用者該正、負離子產生電路331、332之放電情況異常。正常情況下，當該正、負離子產生電路331、332之放電電流變化過大時，可以推定該正、負離子產生電路331、332本身有汙損(例如其放電端)或是故障情況發生，所以，當使用者接收到該放電警示訊號時，應立即對該正、負離子產生電路331、332進行維護，以確保生產品質。

在步驟903、步驟908與步驟911中，該控制器311會持續記錄該目標地A之平衡電壓，以及每一次的靜電消散警示訊號與該放電警示訊號之數值變化並且對外輸出，以供使用者判斷正、負離子產生電路331、332是否汙損或是需要更換，而將該控制器311之記錄結果輸出收集起來，除了可作為資料處理用來判斷日常機器維護的時機之外，還可以作為該半導體產品B的生產履歷。

經由以上較佳實施例之敘述可知本發明離子產生裝置3之靜電消散能力自我檢測方法確實具有下列功效增進之處：

一、具備靜電消散能力主動檢測能力

藉由該控制器311能夠偵測 x 、 y 兩個變數所成之函數關係是否與該控制器311所預設之常數比率相同，得以判斷該離子產生裝置3之靜電消散能力是否異常。

二、具備正、負離子產生電路主動檢測能力

藉由該控制器311可偵測該正、負離子產生電路331、332之放電電流變化是否達到該門檻值，以判斷該正、負離子產生電路331、332本身是否有汙損或是故障情況發生，而能主動監控。

三、確保產品品質安全

承上所述，在確認靜電消散能力發生異常或 是該正、負離子產生電路之放電異常後，該控制器311可以及時控制該正離子產生電路331及該負離子產生電路332停止繼續釋出複數正、負離子，避免錯誤輸出的正、負離子繼續被導引至該半導體產品B上，防止該半導體產品B遭受靜電破壞，因此能進一步確保產品品質之安全性。

四、降低成本且生產效率佳

本發明之控制器311在判斷靜電消散能力時，生產線不須停機，不須清空產品，可以在生產同時同步進行檢測，半導體設備及生產流程不需要停機維護，亦可降低檢測之人力需求，可以大大提高生產效率，確保產品交期，協助產業進一步控管生產流程。

綜上所述，本發明離子產生裝置3之靜電消散能力自我檢測方法，藉由該控制器311可偵測 x 、 y 兩個變數所成之函數關係，是否與該控制器311預設之常數比率相同，得以判斷該離子產生裝置3之靜電消散能力是否異常，且判斷時生產線不須停機，不須清空產品，可以在生產同時同步檢測，亦不會影響當前生產線之生產現況，可確保該半導體產品B之生產品質，又因為可以做到及時自我檢測不需停機維修，所以可以大大提高生產效率，降低人力成本，確保產品交期，協助產業進一步控管生產流程，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之二個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

901~909‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，包含下列步驟：(a)備製一離子產生裝置，該離子產生裝置包括有一控制器、一與該控制器電性連接之正離子產生電路及一負離子產生電路、一氣流產生器，以及一偵測元件；(b)該控制器預設有一常數比率 k =y /x ，並可控制該正離子產生電路及該負離子產生電路放電釋出複數正、負離子，該氣流產生器可將該複數正、負離子導引至一目標地；(c)該偵測元件可感測該目標地之正、負離子平衡電壓，並將該感測結果回傳予該控制器；(d)該控制器可控制該正離子產生電路及該負離子產生電路增加或減少其所釋放之離子量，令其所增減之離子量為 x ，再令該控制器監控該偵測元件所感測到該目標地之平衡電壓為 y ；(e)由該控制器來判斷 x 、 y 兩個變數所成之函數關係是否與該控制器預設之常數比率相同；以及(f)該控制器比對之常數比率結果相同，則認定該離子產生裝置之靜電消散能力正常。
2. 依據申請專利範圍第1項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，更包含一步驟(g)，間隔一段時間，重覆步驟(d)~步驟(e)。
3. 依據申請專利範圍第1項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，更包含一介於步驟(e)與步驟(f)間之步驟(h)，若該控制器比對常數比率之結果不同，則該控制器會對外發出一靜電消散警示訊號，提醒使用者該離子產生裝置之靜電消散能力異常。
4. 依據申請專利範圍第3項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，其中，在該步驟(h)中，該控制器比對常數比率之結果有一誤差容許值，該誤差容許值為±5%，在該誤差容許值範圍內，該控制器不會對外發出該靜電消散警示訊號。
5. 依據申請專利範圍第4項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，更包含一步驟(i)，該控制器控制該正離子產生電路及該負離子產生電路停止釋出複數正、負離子。
6. 依據申請專利範圍第5項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，其中，在該步驟(g)中，其間隔時間為1小時。
7. 依據申請專利範圍第6項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，更包含一介於步驟(f)與步驟(g)間之步驟(j)，該控制器偵測該正、負離子產生電路之放電電流是否變化達到一門檻值，若未達門檻值則繼續進行步驟(g)，若達到門檻值則進行步驟(i)，該控制器 控制該正離子產生電路及該負離子產生電路停止釋出複數正、負離子。
8. 依據申請專利範圍第7項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，更包含一介於步驟(j)與步驟(i)間之步驟(k)，該控制器會對外發出一放電警示訊號，提醒使用者該正、負離子產生電路之放電異常。
9. 依據申請專利範圍第8項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，其中，在該步驟(j)中，該門檻值為正常放電電流之10%。
10. 依據申請專利範圍第9項所述離子產生裝置之靜電消散能力自我檢測方法，其中，在步驟(c)、步驟(h)與步驟(k)中，該控制器會持續記錄該目標地A之平衡電壓，以及記錄該靜電消散警示訊號與該放電警示訊號之數值變化並對外輸出。